Question

精還原鐵粉是一種重要的化工原料，某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究：

【物質(zhì)制備】利用綠礬制備精還原鐵粉的工藝流程如下：

粗還原鐵粉中還含有少量鐵的氧化物和Fe₃C雜質(zhì)，可用氫氣在高溫下進(jìn)一步還原，其反應(yīng)方程式為：                 、         、                         。

（1）寫出焙燒中氧化鐵與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式  ▲  。

（2）焙燒中加焦炭的作用除了可以作燃料提供反應(yīng)所需高溫外，還能  ▲  。

【含量測(cè)定】甲同學(xué)為得到精還原鐵粉并測(cè)定粗還原鐵粉中氧和碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，按如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知：3CH₄+4Fe₂O₃ 3CO₂+6H₂O+8Fe ，濃硫酸有吸水性，堿石灰不僅能吸收水而且能吸收CO₂。（假設(shè)每步反應(yīng)都完全且不考慮裝置內(nèi)原有空氣對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響）。

（3）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量；

②緩緩?fù)ㄈ爰儍舾稍锏腍₂；

③點(diǎn)燃C處酒精燈；

④點(diǎn)燃A 處酒精燈；

⑤分別熄滅A、C處酒精燈；

⑥  ▲  ；

⑦再次稱量必要裝置的質(zhì)量。

（4）步驟②的目的是  ▲  ，驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是  ▲  。

（5）反應(yīng)后C裝置中的現(xiàn)象是  ▲  。

（6）裝置F的作用是  ▲  。

（7）若缺少裝置D，則所測(cè)氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將  ▲  （“偏大”、“偏小”或“不變”）。

（8）實(shí)驗(yàn)后，甲同學(xué)根據(jù)裝置  ▲  (填A(yù)、B、C、D、E、F)的增重分別算得樣品中氧和碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（9）乙同學(xué)將10.0克粗還原鐵粉樣品與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，經(jīng)測(cè)定共產(chǎn)生0.3克氣體。計(jì)算該粗還原鐵粉樣品中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（要求寫出計(jì)算過程）

                                                 ▲

                                                           

Answer 1

(1)Fe₂O₃+3CO ====2Fe+3CO₂

(2)產(chǎn)生CO   

 (3)裝置冷卻后停止通H₂或繼續(xù)通H₂ 直至裝置冷卻

(4)排出裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸   收集尾氣驗(yàn)純

 (5)紅棕色的粉末變成黑色

(6)防止空氣中的CO₂、水蒸氣進(jìn)入E

(7)不變

(8)B、E

   (9)(寫出計(jì)算過程)（4分）

解：設(shè)該粗還原鐵粉樣品中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x。

Fe    +   2HCl  ===  FeCl₂     +   H₂↑ ………………1分

56                              2

10.0g*x                           0.3g  ………………1分

56 / 2    =  10.0g*x  / 0.3g            …………     x =  84%                      ………………1分

答：該粗還原鐵粉樣品中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%。